以实验教学重构促创新素养落地

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以实验教学重构促创新素养落地

■梁伟斌

为实现育人方式创新,推动学校高质量发展,淮阴师范学院附属中学于2023年启动江苏省基础教育前瞻性教学改革实验项目“指向实践创新的拓展性实验教学体系生态建构”研究。项目启动以来,学校各类实验室成为热门场所,终日人流不绝;科技创新类竞赛捷报频传,获奖人数与等级不断攀升;教学研究蔚然成风,先后开展10余项课题,编纂实验案例120个。一个以“实践创新”为特征、以“开拓展望”为导向、以“生态建构”为愿景的育人新范式正逐渐成形。

问题:系统拆解与多元重构

三重困境亟待解决。谈到目前高中实验教学存在的问题,一般都会列举实验课时被压缩、教学方式单一固化、实验内容创新不足等方面。对这些问题进行系统拆解后,实验教学的三重困境逐渐清晰:一是标准化流程阻碍了学生的个性化发展,二是验证性实验削弱了创新思维的培养,三是学科壁垒阻碍了综合实践能力的形成。针对这三重困境,项目组沿着前瞻驱动、系统设计、课程统领、规范实施等基本路径展开探索,“指向实践创新的拓展性实验教学体系生态建构”应运而生。该体系旨在将散落的知识探究与能力培养通过拓展实验教学有机贯穿,并在各学科教学和综合实践中相互观照、映衬、借力与融合。

“三主”重构随之拉开帷幕。基于新课程改革的实践诉求和实验教学转型的现实需求,这一重构主要围绕以下三方面展开。一是以“实践创新”为主要特征。依托建构主义学习理论,积极嵌入真实情境,设计开放性实验问题,组织学生开展协作学习,将动手操作与反思有机结合,形成“假设—验证—反思”的良性循环,促进观点碰撞,推动知识内化。二是以“开拓展望”为导向。融入STEAM教育理念与项目式学习理论,推动传统单一学科实验向跨学科探究升级,以开放性问题驱动学习,聚焦现实问题,培养学生的社会责任感。三是以“生态建构”为主要期待。从教育生态学视角出发,系统构建拓展实验教学体系,关注教育系统内各要素之间的动态平衡与协同进化,强调教学活动的整体性、多样性和可持续性,着力培养“科学家思维”,塑造“创造者精神”,使项目建设更好地契合未来社会对复合型人才的需求。

开拓:精耕细作与自觉生长

项目为核,精耕细作强根基。2024年8月,项目建设步入快车道。学校成立了由“一把手”牵头、分管副校长负责、教科室主导的“实践创新实验教学改革领导小组”,构建起跨学科、跨部门的协同工作机制;邀请专家深度参与项目启动工作,走进校园开设讲座,指导具体实践;举办创新科技节,展示项目建设成果,激活教育生态循环;组织学生赴南京大学、南京理工大学、南京师范大学、徐州医科大学、中国大运河博物馆等地开展游学活动;进一步建设完善科学实践工作室、理科创新实验室、理科数字化实验室,新增生物电子显微镜实验系统、3D人工智能仿真系统、仿真卫星实验系统等设施。学校先后获评全国教育改革创新示范校、全国中小学智慧校园示范校、江苏省创新人才与劳模工作室、淮安市中小学创客教育实验学校、淮安市科学教育综合示范学校等。

研赛联动,自觉生长拓疆域。围绕项目建设,课题研究蓬勃发展:全国规划课题“智能实验教学环境下中学化学实验教学策略研究”,江苏省规划办重点课题“基于LA技术的‘智慧云课堂’应用研究”,江苏省教研课题“基于项目组的中学理化实验教学中学生合作探究有效策略研究”“UBD理念视域下中学信息技术单元教学实践研究”“化学实验教学中学生探究能力的培养”等数十项相关课题相继立项。在项目激励下,学生参与实验研究的积极性日益增强,相关获奖数量与层次较以往显著提升。学生在全国青少年科技教育成果展示大赛、世界机器人大赛昆明锦标赛、江苏省金钥匙科技竞赛、江苏省青少年机器人竞赛等重大赛事中荣获特等奖、一等奖。学校也先后获评全国青少年人工智能活动特色单位、江苏省科普教育基地、江苏省科学教育综合示范学校、江苏省青少年特色科学工作室、江苏省青少年科技创新大赛优秀组织单位、江苏省青少年科技教育先进学校等。

展望:回望脚下与放眼未来

淮安作为淮扬菜之乡,其“和、精、清、新”的文化特质深深滋养着淮安人。这种特质与本项目所倡导的实践创新与生态化发展理念高度契合。未来,项目组将以淮扬菜文化为隐喻框架,构建“四维联动”的拓展性实验教学体系,推动项目建设走向深入。

“和”——构建融合共生的课程生态。借鉴淮扬菜“五味调和”的理念,打造“学科+”主题实验课程群。通过开放性问题驱动学习过程,引导学生聚焦环境保护、能源利用、公共健康等现实议题,增强社会责任感。在此过程中,以“和”为导向的拓展实验教学逐步实现三个转变:从单一知识点延伸至跨学科知识的深度融合;从封闭性问题转向开放性探索,不预设唯一答案,激发学生的创新思维;同时推动学习情境从模拟练习进阶至真实实践,鼓励学生解决现实问题,创造具有社会价值的成果。

“精”——锻造精准赋能的实践范式。承袭淮扬菜“精工细作”的传统,构建三级实验教学体系:基础型实验面向全体学生,聚焦学科核心概念与基础技能,培养科学观察能力、数据记录习惯,帮助学生建立严谨的实验思维;拓展型实验面向兴趣特长生,延伸学科知识与实践场景,发展批判性思维,强化问题解决能力与创新意识;研究型实验服务拔尖创新人才,对接真实科研情境,培养学生学术规范、团队协作与科研创新能力。

“清”——创设激浊扬清的评价体系。效法淮扬菜“清雅本味”的追求,构建涵盖“课程、活动、学生发展”等多维指向,融合“自我、同伴、学校”等多主体,以及“过程性、总结性”等多进程的评价模型。运用AI学习分析技术,实时追踪实验过程中的认知轨迹与协作效能,生成多维能力画像;开发“实验日志数字档案”,记录学生从问题定义到成果迭代的全过程,突出思维可视化与元认知培养。

“新”——培育开放创新的文化生态。发扬淮扬菜“应时而新”的传统,构建“高地”协同育人网络。“高”指进一步对接高校资源,衔接高校实验课程,拓展课程内容,开阔人才培养视野;“地”指充分挖掘地方资源,与企业、场馆等加强合作,开展实境教育,增强师生文化传承与科技创新融合意识,进而形成可推广的课程资源包、教学案例库及评价标准体系。

未来,学校将持续推动项目向纵深发展,让实验成为创新的策源地,用探究孕育未来的英才,让创新基因在这片实践的沃土中生生不息。

(作者系淮阴师范学院附属中学教科室主任;本文系江苏省基础教育前瞻性教学改革实验项目“指向实践创新的拓展性实验教学体系生态建构”的阶段性研究成果)